1、UCM系列和CVC系列六輥冷軋機(jī)特點(diǎn)的初步分析何云飛 何磊 侯俊達(dá) 孟祥軍北京首鋼國(guó)際工程技術(shù)有限公司2008年6月APR 2008UCM系列和CVC系列六輥冷軋機(jī)特點(diǎn)的初步分析何云飛 1、前言2、 UCM系列軋機(jī)和CVC系列軋機(jī)的特點(diǎn)與比較2.1 UCM系列軋機(jī)和CVC系列軋機(jī)簡(jiǎn)述2.2 UCM系列軋機(jī)和CVC系列軋機(jī)主要不同性能特點(diǎn)的比較分析 2.3 產(chǎn)品質(zhì)量保證值指標(biāo)的分析比較 3、結(jié)語(yǔ)1、前言1、前言 隨著我國(guó)鋼鐵業(yè)的迅速發(fā)展，板帶材產(chǎn)品的比例在不斷擴(kuò)大，新建了一大批先進(jìn)的冷熱軋帶鋼生產(chǎn)線，而這些大型的板帶材軋機(jī)設(shè)備，尤其是近年來(lái)所新建的大型寬帶鋼冷連軋機(jī)設(shè)備絕大多數(shù)都是引進(jìn)日本三菱-

2、日立公司的UCM系列冷軋機(jī)或德國(guó)西馬克的CVC系列冷軋機(jī)。首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司的第一冷軋廠的冷軋機(jī)設(shè)備也是引進(jìn)三菱日立公司的UCM軋機(jī)。筆者對(duì)我國(guó)近年新建的或在建的18套主要冷軋寬帶鋼軋機(jī)情況進(jìn)行了初步統(tǒng)計(jì)。采用UCM系列軋機(jī)的有5家，采用CVC 系列軋機(jī)的有6家，可見兩種冷軋機(jī)型在我國(guó)市場(chǎng)上的份額相近。除鞍鋼冷軋?jiān)谧灾骷煞矫嬗兴M(jìn)展外，國(guó)內(nèi)真正采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的大型寬帶冷連軋機(jī)幾乎沒(méi)有。1、前言這除了國(guó)外冶金設(shè)備公司有其獨(dú)到的先進(jìn)技術(shù)和豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)外，還與國(guó)內(nèi)在引進(jìn)設(shè)備的同時(shí)，對(duì)消化提升和對(duì)核心技術(shù)的研發(fā)力度重視不夠有關(guān)。 因而在冷軋機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)方面與國(guó)外存在較大的差距。其實(shí)，就酸

3、軋聯(lián)合機(jī)組的整體設(shè)備構(gòu)成與布置而言兩家公司的差別不大，但就軋機(jī)單體設(shè)備而言，則各有其特點(diǎn)。圖1為酸洗冷連軋聯(lián)合機(jī)組的配置示意圖。本文將結(jié)合首鋼有關(guān)冷軋項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與建設(shè)中的一點(diǎn)體會(huì)，對(duì)UCM系列和CVC系列冷軋機(jī)部分特點(diǎn)進(jìn)行分析與討論，以期對(duì)今后的冷軋機(jī)選型和設(shè)計(jì)提供一點(diǎn)有益的借鑒。這除了國(guó)外冶金設(shè)備公司有其獨(dú)到的先進(jìn)技術(shù)和豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) 圖1 酸洗冷連軋聯(lián)合機(jī)組配置示意圖 UCM系列和CVC系列冷軋機(jī)特點(diǎn)的初步分析課件 2.UCM系列軋機(jī)和CVC系列軋機(jī)的特點(diǎn)與比較 21 UCM系列軋機(jī)和CVC系列軋機(jī)簡(jiǎn)述 UCM軋機(jī)是由日本三菱日立公司開發(fā)的一種六輥軋機(jī)，它是在HC軋機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的新一代

4、冷軋機(jī)之一，它相比HCM軋機(jī)增加了中間輥彎曲，其中間輥不僅能軸向移動(dòng)還設(shè)有正彎輥（見圖2），工作輥設(shè)有正負(fù)彎輥，它的進(jìn)一步演變是增加工作輥軸向移動(dòng)的UCMW軋機(jī)。CVC系列軋機(jī)包括四輥CVC軋機(jī)和六輥CVC軋機(jī)（見圖3），它是由德國(guó)西馬克公司開發(fā)的，目前的CVC冷軋機(jī)主要為六輥軋機(jī)，其中間輥輥面有一定曲線形狀（支承輥有的有，有的沒(méi)有），因其輥面曲線方程由低次方發(fā)展到高次（5次）方并與相關(guān)配套的控制軟件包結(jié)合，發(fā)展成了CVCplus軋機(jī)，據(jù)說(shuō)其控制板形的能力得到進(jìn)一步加強(qiáng)，但在具體定量性的指標(biāo)方面并沒(méi)有明確體現(xiàn)。 2.UCM系列軋機(jī)和CVC系列軋機(jī)的特點(diǎn)與比較 UCM軋機(jī)與六輥CVC軋機(jī)的不同在

5、于UCM軋機(jī)的中間輥為平輥，軋輥在軋制過(guò)程中產(chǎn)生的彈性彎曲,通過(guò)調(diào)整中間輥和工作輥的彎輥力得以補(bǔ)償。六輥CVC軋機(jī)中間輥的軸向移動(dòng)是為了改變輥縫形狀，而UCM軋機(jī)是根據(jù)帶鋼的寬度，移動(dòng)中間輥的軸向位置，從而調(diào)整軋輥之間的接觸長(zhǎng)度，消除有害接觸，減少工作輥的彈性撓曲。 UCM軋機(jī)與六輥CVC軋機(jī)的不同在于UCM軋機(jī)的中間輥圖2 UCM 軋機(jī)軋輥配置示意 圖 3 CVC軋機(jī)軋輥配置示意圖2 UCM 軋機(jī)軋輥配置示意 圖 3 CVC 22 UCM系列軋機(jī)和CVC系列軋機(jī)主要不同性能特點(diǎn)的比較分析 因?yàn)椴煌?guī)格的軋機(jī)在性能上和特點(diǎn)上不便比較，因此將以相近規(guī)格軋機(jī)或針對(duì)生產(chǎn)同類產(chǎn)品的軋機(jī)進(jìn)行比較，本文將

6、主要以三菱-日立和西馬克-德馬格公司為首鋼京唐公司第一冷軋廠酸軋線提供的軋機(jī)方案為基礎(chǔ)進(jìn)行分析比較。 1)工作輥尺寸 對(duì)于UCM軋機(jī)來(lái)說(shuō)，工作輥輥身長(zhǎng)度，一般比最大軋制帶鋼寬度富余120mm，而對(duì)于CVC軋機(jī)來(lái)說(shuō)，一般為100 mm；就工作輥直徑而言，UCM軋機(jī)的輥徑普遍要比CVC軋機(jī)的要??； 22 UCM系列軋機(jī)和CVC系列軋機(jī)主要不同性能 如以首鋼順義薄板生產(chǎn)線和首鋼京唐第一冷軋廠為例：前者的UCM軋機(jī)技術(shù)方案和CVC軋機(jī)技術(shù)方案的工作輥尺寸分別為：（UCM） WR：475/4251970； （CVC）WR：560/4801970；生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)格為：0.2-2.0800-1870 mm；而后

7、者提供的對(duì)應(yīng)軋機(jī)技術(shù)方案的工作輥尺寸分別為： (UCM) WR：425/3851720mm； (CVC)WR：470/4201730mm，生產(chǎn)產(chǎn)品規(guī)格為：0.25-2.5750-1600 mm.其實(shí)，CVC系列軋機(jī)的中間輥和支承輥都大于UCM軋機(jī)對(duì)應(yīng)輥的尺寸。筆者認(rèn)為，在保證軋機(jī)或軋輥必要?jiǎng)偠鹊那樾蜗?，工作輥輥徑小些，有利于大壓下量軋制和均勻變形，同時(shí)有利于彎輥控制的靈活和靈敏，彎輥力也相應(yīng)小些 如以首鋼順義薄板生產(chǎn)線和首鋼京唐第一冷軋廠為2）彎輥裝置的配置及彎輥力（首鋼京唐公司一冷軋廠,以下類同）UCM軋機(jī)方案：工作輥設(shè)正/負(fù)彎輥，彎輥力:+0.46MN/軸承座； -0.21 MN/軸承座中

8、間輥設(shè)正彎輥: 彎輥力:+0.59MN/軸承座；CVC軋機(jī)方案：工作輥設(shè)正/負(fù)彎輥，彎輥力:+0.50MN/軸承座； -0.35MN/軸承座中間輥設(shè)正/負(fù)彎輥：彎輥力 +0.65MN/軸承座； -0.450MN/軸承座2）彎輥裝置的配置及彎輥力（首鋼京唐公司一冷軋廠,以下類同）從以上數(shù)據(jù)可以看到，后者的彎輥力都大于前者，而且多一套中間輥負(fù)彎輥裝置，彎輥力的增大，主要是因其軋輥輥徑相對(duì)大些，要達(dá)到同樣彎輥程度，就要增加彎輥力；在液壓缸相當(dāng)?shù)那闆r下，其高壓系統(tǒng)（壓下調(diào)整和彎輥系統(tǒng)）的壓力也相對(duì)要大些，前者的高壓液壓系統(tǒng)壓力為:20.5Mpa;后者的對(duì)應(yīng)壓力為26 Mpa;這樣對(duì)系統(tǒng)的管件、閥，控制

9、元件等的要求相應(yīng)會(huì)更高些；投資和維護(hù)件的費(fèi)用肯定也會(huì)增加；從以上數(shù)據(jù)可以看到，后者的彎輥力都大于前者，而且多一套 此外，三菱-日立的UCM軋機(jī)工作輥彎輥系統(tǒng)采用正負(fù)彎輥力直接作用于軸承座且采用差值的方法控制彎輥程度，因此在正負(fù)彎輥力切換過(guò)程中不存在控制死區(qū)的問(wèn)題。而SMS公司解釋說(shuō)在同一鋼卷中不會(huì)出現(xiàn)一會(huì)兒正凸度一會(huì)兒負(fù)凸度的情況;在兩個(gè)鋼卷對(duì)焊時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)，此時(shí)切換控制不便。 對(duì)于在產(chǎn)品種類及產(chǎn)品質(zhì)量相當(dāng)?shù)那闆r下，能減少裝置設(shè)置和較低的系統(tǒng)壓力，無(wú)論從檢修維護(hù)還是安全性方面考慮都將更為有利的。 此外，三菱-日立的UCM軋機(jī)工作輥彎輥系統(tǒng)采用正負(fù)彎 3）軋機(jī)壓上/壓下系統(tǒng)（軋輥輥縫定位控制系統(tǒng)

10、） UCM軋機(jī)采用三菱-日立公司開發(fā)的HYROP-F(力馬達(dá)閥)系統(tǒng),進(jìn)行壓上控制，內(nèi)置位置傳感器. 西馬克的CVC軋機(jī)其壓下調(diào)整系統(tǒng)置于軋機(jī)窗口頂部, 進(jìn)行壓下控制, 內(nèi)置位置傳感器及壓力傳感器. 兩者的軋輥壓上/壓下方向和設(shè)置位置不一樣，從檢修維護(hù)來(lái)說(shuō)，應(yīng)該設(shè)置在軋機(jī)上部窗口更方便，但三菱-日立擁有自身專利技術(shù)的HYROP-F控制雙向液壓缸，大大減少了維護(hù)量，而且其響應(yīng)時(shí)間短，有利于控制精度提高,對(duì)油品潔凈度要求低，節(jié)省液壓系統(tǒng)投資,這是優(yōu)勢(shì)。 3）軋機(jī)壓上/壓下系統(tǒng)（軋輥輥縫定位控4) 軋線標(biāo)高調(diào)整系統(tǒng) 為了補(bǔ)償軋輥磨損，保證軋線標(biāo)高在一定精度范圍，兩種軋機(jī)都設(shè)置了各自的調(diào)整系統(tǒng)，UCM

11、軋機(jī)為液壓驅(qū)動(dòng)階梯板+斜楔的組合式，位于軋機(jī)的上部，見圖4。CVC軋機(jī)為液壓驅(qū)動(dòng)斜楔式，位于軋機(jī)的下部（見圖5）。 楔形板 階梯板 圖4 UCM軋機(jī) 軋線標(biāo)高調(diào)整系統(tǒng)配置及部件示意4) 軋線標(biāo)高調(diào)整系統(tǒng)圖5 CVC軋機(jī)調(diào)整軋線標(biāo)高楔形板示意圖5 CVC軋機(jī)調(diào)整軋線標(biāo)高楔形板示意 UCM 軋機(jī)的軋線調(diào)整是兩套系統(tǒng)組合的，位于軋機(jī)的上部。雖然多了一套系統(tǒng)，相對(duì)復(fù)雜些,但其調(diào)整時(shí)的移動(dòng)行程小，對(duì)于小于40 mm的調(diào)整量，只調(diào)節(jié)楔形板，對(duì)于大于40 mm的調(diào)整量，則先調(diào)節(jié)階梯板，不足部分調(diào)節(jié)楔形板。兩者組合，不僅其軸向移動(dòng)量小，液壓缸的總行程也小，斜楔的加工面也小，易于加工和精度保證，檢修維護(hù)方便；而

12、對(duì)于CVC軋機(jī)，只有依靠楔形板的調(diào)節(jié)，其最大調(diào)整范圍：210 mm，由于斜楔斜度為6度，那要滿足此要求，則楔形板的加工面和軸向移動(dòng)量至少要大于1998 mm，其驅(qū)動(dòng)液壓缸行程也大于此值，為保證精度要求，對(duì)液壓缸的加工難度和工作量都增加，而且，因行程長(zhǎng)，液壓桿露在外面長(zhǎng)，空間占地大，又因安裝在下部，檢修維護(hù)不方便，這些相比于UCM軋機(jī)來(lái)說(shuō)，存在不足。從調(diào)整精度看，UCM軋機(jī)也要好于CVC軋機(jī)。 UCM 軋機(jī)的軋線調(diào)整是兩套系統(tǒng)組合的，位于軋機(jī)的上2.3 產(chǎn)品質(zhì)量保證值指標(biāo)的分析比較雖然產(chǎn)品質(zhì)量是受多種因素影響的，對(duì)于同樣的產(chǎn)品大綱和產(chǎn)品檔次要求，以及相當(dāng)?shù)淖詣?dòng)控制水平而言，產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)很大程度上受軋機(jī)的結(jié)構(gòu)功能特點(diǎn)的影響。我們通過(guò)對(duì)首鋼京唐公司一冷軋廠UCM軋機(jī)和CVC軋機(jī)方案的產(chǎn)品質(zhì)量考核保證指標(biāo)值分析，可以得到如下一些結(jié)論： 對(duì)于頭尾超差長(zhǎng)度兩者的保證值是一致的，從厚度公差和平直度指標(biāo)來(lái)看，UCM軋機(jī)方案要好于CVC軋機(jī)方案。2.3 產(chǎn)品質(zhì)量保證值指標(biāo)的分析比較 從CQ考核產(chǎn)品中的最薄，最厚和中間相近規(guī)格產(chǎn)品來(lái)看，雖然兩者的厚度尺寸公差和平直度相近，但UCM軋機(jī)方案還是更優(yōu)一些；而且其多數(shù)產(chǎn)品壓下率更大些，這與其工作輥徑小有一定關(guān)系，也符合冷軋?jiān)显龊竦陌l(fā)展趨勢(shì)要求。其他品種也有類似特點(diǎn)。當(dāng)然，這有待于進(jìn)一步的生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)。據(jù)某些曾采用兩種機(jī)型生產(chǎn)冷軋產(chǎn)品